Forudsætninger for bestemmelsen af energifordelingen

Ad 1) Loven om energiens konstans

Den første forudsætning er blot varmelærens første hovedsætning, eller loven om energiens konstans, som siger: at energi ikke kan opstå eller nedbrydes, men kun omdannes til andre energiformer. ^[1] Det er en af de mest fundamentale love inden for fysikken, og har været en medvirkende årsag til, at man til hver eneste elementarpartikel har søgt og fundet en tilsvarende antipartikel.

Ad 2) Rummet er euklidisk

Da det kan vises (se afhandlingen: "Verdensrummets struktur og sammensætning"), at tiden er absolut og universel, medfører det, at tiden kan udtrykkes som en lineær funktion. Tidsaksen bliver dermed lige så rigid som rummets øvrige akser (x, y, z), hvorved rum-tiden (x, y, z, t) bliver et fladt euklidisk rum, med et tredimensionelt rum og en endimensional tidsakse.

Ad 3) Vekselvirkningerne  udbreder sig maksimalt med lysets hastighed i vakuum

Ifølge kvantefeltteorien gælder det, at vekselvirkningerne ikke kan udbrede sig med en hastighed, der overstiger lysets hastighed i vakuum. ^[2]

At lysets hastighed er konstant og uafhængig af hastigheden af det legeme der udsender lyset, skyldes, at lyset udbreder sig i nulpunktsfeltet, som på grund af dets elektromagnetiske egenskaber bevirker, at lysets hastighed bliver lig med

.

Men lysets konstante hastighed medfører ikke, at lyset ikke kan afbøjes i et gravitationsfelt, hvilket let kan sluttes på baggrund af Huygens' princip. Dette princip siger, at ethvert punkt på en bølgefront vil være udgangspunkt for kugleformede elementarbølger, og bølgefronten vil udbrede sig som indhyllingsfladen for disse sekundære bølger.

Ad 4) Masse og energi afbøjes i et gravitationsfelt

Da tiden er absolut og universel, medfører det, at rum-tiden (x, y, z, t) udgør et fladt euklidisk rum, med et tredimensionelt rum og en tidsakse. Men det betyder ikke, at massen og energien ikke kan afbøjes i et gravitationsfelt. Da masse og energi er ækvivalente størrelser, hvor , optræder  inertimassen m_i som en hvilken som helst anden masse, hvilket blandt andet betyder, at inertimassen afbøjes i et gravitationsfelt.

I et lukket univers vil det således ikke være rummet der krummer, men derimod massen og energien. Dette gælder specielt også for lyset, at hastigheden afbøjes i et gravitationsfelt. ^[3]

Ad 5) Verdensrummet har eksisteret uendelig længe

Denne forudsætning bygger på, at der ikke kan opstå noget ud af intet - hvilket sådan set blot er en omskrivning af den første forudsætning - hvorfor verdensrummet altid må have eksisteret.

Ad 6) Vi eksisterer

Forudsætningen om at vi eksisterer, sikre os, at der eksisterer mindst et univers, og da rummet er et uendeligt sammenhængende euklidisk rum, sikre den anden forudsætning (at rummet er euklidisk) os, at de grundlæggende fysiske love er tilstede overalt.

Ad 7) Kvantefeltteorien tillader ikke singulariteter

Da alt stof og energi er kvantiseret, med en mindste længde kaldet Plancklængden, er eksistensen af en singularitet i strid med kvantefeltteorien. For når dimensionerne af singulariteten går imod nul, vil dimensionerne på et tidspunkt blive mindre Plancklængden, hvilket betyder, at singulariteten ikke kan indeholde så meget som et eneste energikvant. Hvis singulariteten startede som et sort hul, vil det betyde, at den masse og energi der oprindelig var ophobet i det sorte hul, ville forsvinde som dug for solen, i strid med loven om energiens konstans. Da hele kosmos desuden er et stort euklidisk rum, er det heller ikke muligt for stoffet at forsvinde over i et andet rum.

Udledning af energifordelingen i kosmos

Teorien er en logisk udledning af energifordelingen i kosmos, baseret på de givne forudsætninger.

1. Forudsætning: Loven om energiens konstans.

Energien er konstant ^[1]  Den samlede masse og energi er endelig.

Kommentar: Da energi ikke kan opstå eller nedbrydes ifølge den første forudsætning, er den samlede energimængde i verdensrummet konstant. Hvis energien er konstant, må mængden af stof og energi have et maksimum. Det betyder, at mængden af stof og energi er endelig.

2. Forudsætning: Rummet er euklidisk.

Den samlede masse og energi er endelig  Rummet er euklidisk 

 Den samlede masse og energi kan omsluttes af en tænkt kugleskal.

Kommentar: Hvis tiden er absolut og universel og rummet euklidisk, vil der kun eksisterer et sammenhængende rum, hvori stoffet nødvendigvis må befinde sig. Hvis mængden af masse og energi er endelig, må massen og energien have en endelig udstrækning. Energimængden kan derfor omsluttes af en ydre grænse, hvilket betyder, at vi kan lægge en tænkt kugleskal rundt om den samlede stof- og energimængde.

3. Forudsætning: Vekselvirkningerne  udbreder sig maksimalt med lysets hastighed i vakuum

Den samlede masse og energi kan omsluttes af en tænkt kugleskal  Vekselvirkningerne udbreder sig maksimalt med lysets hastighed i vakuum

 Kugleskallen der kræves for at omslutte den samlede masse og energi vokser maksimalt med lysets hastighed i vakuum.

4. Forudsætning: Masse og energi afbøjes i et gravitationsfelt.

Da masse og energi afbøjes i et gravitationsfelt, er der to muligheder, enten kan massen og
energien ikke undslippe gravitationsfeltet, det vil sige "universet er lukket", eller massen og energien kan undslippe gravitationsfeltet hvorved "universet er åbent eller fladt".

4a. Kugleskallen der der kræves for at omslutte den samlede masse og energi vokser maksimalt med lysets hastighed i vakuum   Universet er lukket

 Den samlede masse og energi kan betragtes som et stort lukket univers, som befinder sig i et uendeligt vakuum.

Kommentar: Hvis stoftætheden er stor nok til at fastholde strålingen, kan den samlede konstante stof- og energimænge omsluttes af en konstant kugleskal. Det betyder, at verdensrummet vil bestå af et stort lukket univers, som befinder sig i et uendeligt vakuum, og der vil ikke slippe nogen form for energi ud af den tænkte kugleskal.

4b. Kugleskallen der kræves for at omslutte den samlede masse og energi vokser maksimalt
       med lysets hastighed i vakuum  Universet er åbent eller fladt

 Kugleskallen der kræves for at omslutte den samlede masse og energi skal vokse med en

hastighed der er større end nul og mindre end eller lig med lysets hastighed i vakuum.

Kommentar: Hvis stoftætheden ikke er stor nok til at fastholde stof og stråling, må radius af kugleskallen vokse med en hastighed der er større end nul og mindre end eller lig med lysets, for til stadighed at omslutte den samlede konstante stof- og energimængde.

5. Forudsætning: Verdensrummet har eksisteret uendelig længe

Kugleskallen der kræves for at omslutte den samlede masse og energi skal vokse med en hastighed der er større end nul og mindre end eller lig med lysets hastiged i vakuum  Verdensrummet har eksisteret uendelig længe

 Stoftætheden går imod nul med undtagelse af måske et eller flere fortætningspunkter.

Hvis stoftætheden ikke går imod nul i et fortætningspunkt, når tiden går mod uendelig, må det være et lukket univers, hvorfra intet kan undslippe, eller et goldt område med en temperatur på det absolutte nulpunkt, da enhver form for energi ellers for længst vil være udstrålet.

Kommentar: Det vil sige, at hvis stoftætheden ikke er tilstrækkelig til at fastholde stof og stråling, vil kugleskallen, for at kunne omslutte den konstante stof- og energimængde, skulle vokse med en hastighed der er større end nul. Det betyder at grænseværdien for stoftætheden, med undtagelse af måske et eller flere fortætningspunkter, vil gå imod nul - når tiden ifølge 5. forudsætning går mod uendelig. Hvis stoftætheden ikke går imod nul i et fortætningspunkt, når tiden går mod uendelig, må det være et lukket univers, hvorfra intet kan undslippe, eller et goldt område med en temperatur på det absolutte nulpunkt, da enhver form for energi ellers for længst vil være udstrålet.

Eksistensen af golde områder gælder dog kun, hvis protoner aldrig henfalder, hvis de henfalder, vil området for længst være blevet omsat til strålingsenergi. Observationer har vist, at grænsen for levetiden for bundne og frie protoner med hensyn til følgende henfald, p→e⁺π⁰, er mindst

1,9 x ³¹ år, med en sandsynlighed på 90%. ^{[4], [5]}

6. Forudsætning: Vi eksisterer

Vi eksisterer  Der er måske et eller flere lukkede universer og golde områder

 Der eksistere mindst et lukket univers og måske flere lukkede universer og golde områder.

Kommentar: Da vi eksisterer, vil rummet bestå af mindst et eller flere lukkede universer og golde områder, som befinder sig i et uendeligt vakuum.

1. Forudsætning: Loven om energiens konstans

Energien er konstant  Der eksisterer mindst et univers og måske flere lukkede universer og golde områder

 Der eksisterer et endeligt antal lukkede universer  Vi kan lægge en kugleskal rundt om dem.

Kommentar: Da rummets samlede energimængde er konstant ifølge 1. forudsætning, vil der være en endelig energimængde til deling mellem de lukkede universer og golde områder, og rummet vil derfor bestå af et endeligt antal lukkede universer og golde områder. Da antallet er endeligt, vil vi kunne lægge en kugleskal rundt om dem.

Fig. Universernes sammensætning.

Inden for den tænkte kugleskal vil det enkelte univers eller golde område på et eller andet tidspunkt, enten være (eller komme) i besiddelse af undvigelseshastigheden i forhold til de øvrige universer og golde områder - hvorved området bliver slynget væk fra de andre universer og golde områder og lever sit eget liv - eller forblive sammen med de resterende områder. For de universer og golde områder, hvis hastigheder aldrig når op på undvigelseshastigheden, må der gælde, at de på grund af gravitationskræfterne imellem dem vil samle sig i et eller flere afgrænsede områder, som da verdensrummet har eksisteret uendeligt længe, enten må være smeltet sammen eller befinde sig i en form for stabil dynamisk ligevægt. ^[6]

Vi kan altså konkludere, at rummet består af et uendeligt vakuum, hvori der befinder sig et eller flere lukkede universer og måske golde områder. Hvis der er flere lukkede universer og golde områder, vil de bevæge sig væk fra hinanden, med hastigheder der for hver af dem er større end undvigelseshastigheden fra det samlede system, eller befinde sig i en form for stabil dynamisk ligevægt. ^[6]

Da alle universerne er lukkede, og enten bevæger sig væk fra hinanden eller befinder sig i en stabil dynamisk ligevægtstilstand, vil de aldrig komme i kontakt med hinanden. Hvoraf vi konkluderer, at hver af universerne vil have en konstant stof- og energimængde.

Vi kan således konkludere, at da vi ifølge den 6. forudsætning eksisterer, må der eksistere mindst et univers, som er et lukket univers med en konstant stof- og energimængde. Hvis der er flere lukkede universer, vil de bevæge sig væk fra hinanden, med hastigheder der for hver af dem er større end undvigelseshastigheden fra det samlede system, eller befinde sig i en form for stabil dynamisk ligevægt.

Referencer